Forscher stellen ungiftige Batterien zum Verschlucken vor
PHILADELPHIA - In Zukunft könnte es essbare Medizintechnik geben: Geräte, die nach dem Verschlucken mittels Sensoren Daten für medizinische Diagnosen liefern oder ganz gezielt Wirkstoffe abgeben. Allerdings brauchen sie dazu auch Energie. Forschende stellen nun eine neue, ungiftige Batterie für solche Geräte vor.
Vor etwa 20 Jahren entwickelten Wissenschaftler eine batteriebetriebene Mini-Kamera zum Verschlucken als Werkzeug für endoskopische Untersuchungen. Die Kamera sollte für das klassische Endoskop unzugängliche Bereiche abbilden. Das Risiko, dass bei einem einmaligen Durchgang durch den Körper etwas schief geht, ist relativ gering.
Bei wiederholter Anwendung wäre allerdings das Risiko zu gross, dass das Gerät irgendwo stecken bleibt. Dann könnten die Batterien der Kamera zum Problem werden, da sie giftige Stoffe enthalten.
Für medizinische Geräte, die dauerhaft oder wiederholt im menschlichen Körper eingesetzt werden sollen, bräuchte es daher ungiftige Batterien, die sowohl biokompatibel als auch vom Körper abbaubar sind. Einen Prototyp stellen Wissenschaftler von der Carnegie Mellon University (CMU) nun an einer Konferenz der American Chemical Society (ACS) in Philadelphia vor.
Auf Basis von Pigmenten
Die Batterie beruht auf Melaninen, natürlichen Pigmenten, die die Färbung von Haut, Haaren und Augen bewirken. Melanine sind jedoch nicht nur Farbstoffe, sondern binden auch Metallionen und geben sie wieder frei. "Wir dachten, das ist im Prinzip eine Batterie", sagte Studienleiter Christopher Bettinger von der CMU gemäss einer Mitteilung der ACS vom Dienstag.
Die Forschenden experimentierten daher mit verschiedenen Batterie-Designs - mit Melanin-Pigmenten entweder als Anode oder Kathode. Da ein verschluckbares Gerät, das wieder ausgeschieden werden soll, den Körper innerhalb von rund 20 Stunden durchwandert, muss eine solche Batterie zum Glück nicht lange halten: Beispielsweise konnte ein Melanin-Batterie-Prototyp ein fünf Milliwatt-Gerät für bis zu 18 Stunden betreiben, schrieb die ACS.
Schwach, aber ausreichend
Obwohl eine Melanin-Batterie also geradezu schwächlich daherkommt im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien, wäre sie für "essbare" Medizintechnik ausreichend.
Noch ist unklar, ob und wann solche Melanin-Batterien tatsächlich in verschluckbarer Technik zum Einsatz kommt. Aber Bettinger träumt davon, sie dereinst beispielsweise für Geräte einzusetzen, die Veränderungen der Darmflora messen und jeweils passend darauf reagieren, indem sie entsprechend Wirkstoffe freisetzen. Oder für Geräte, die mehrere Pulse eines Impfstoffs über mehrere Stunden hinweg abgeben, bevor sie sich auflösen.
Bis dahin arbeiten die Forschenden weiter an Batterien aus alternativen Materialien. Und an passenden Schutzhüllen für die biokompatiblen Energiespeicher.
Quelle: SDA - 23.08.2016